高 喬，楊 晶，李德慧

（長春中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，吉林 長春 130117）

引言

2016年12月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！保?］“無機化學(xué)”是中醫(yī)藥院校中藥學(xué)等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強的理論性和實踐性。該課程所教授的基本概念、理論和方法是構(gòu)成大學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。傳統(tǒng)的“無機化學(xué)”教學(xué)注重強調(diào)化學(xué)的理論與實踐應(yīng)用，課堂教學(xué)常被看作概念、公式、數(shù)學(xué)推導(dǎo)等枯燥化學(xué)知識的傳授過程，輕視了對學(xué)生世界觀、科學(xué)觀和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。通過深入挖掘課程中蘊含的思政元素，對“無機化學(xué)”課程進行合理化的課程思政教學(xué)設(shè)計，講授理論知識的同時融合思想政治教育，不僅可以加深學(xué)生對知識的理解和掌握，還可以培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)思維方法，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。例如，將無機化學(xué)的發(fā)展史、中國傳統(tǒng)文化中的標(biāo)志性成果等思政素材引入“無機化學(xué)”教學(xué)過程中，使學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展歷史的同時，開闊學(xué)生的知識視野，增強學(xué)生的文化自信和愛國主義情懷［2］。通過聚焦科技前沿，分享與專業(yè)相關(guān)的熱點事件，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)化學(xué)知識運用到生產(chǎn)生活實際，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，增強學(xué)生的社會責(zé)任意識［3］。通過講好中國科學(xué)家的突出貢獻和先進事跡，增強學(xué)生的民族自豪感和自信心，鼓勵學(xué)生奮發(fā)圖強，樹立報效祖國、服務(wù)人民的遠大志向［4］。因此，以原電池教學(xué)為例，充分挖掘原電池教學(xué)內(nèi)容中蘊含的思政元素，闡述知識傳授與思政教育融合的教學(xué)設(shè)計思路和具體教學(xué)實施過程，以期實現(xiàn)知識傳授、價值觀塑造和能力培養(yǎng)的多元統(tǒng)一，為“無機化學(xué)”課程思政教學(xué)設(shè)計提供新思路和實例參考。

一、主要教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

本次課選取楊懷霞主編的《無機化學(xué)》教材中第五章第二節(jié)《原電池》作為教學(xué)內(nèi)容。課程主要內(nèi)容包括：原電池定義與形成條件、單池和雙池原電池工作原理、制備水果電池。本次課中基本概念較多、反應(yīng)原理抽象，學(xué)生記憶和理解起來比較困難，主要采用的教學(xué)方法有講授法、實踐探究法、啟發(fā)式教學(xué)法、分組討論法。

二、教學(xué)設(shè)計思想

深入挖掘課程中蘊含的思政元素，創(chuàng)新教學(xué)方法，使思政元素自然融入“無機化學(xué)”課堂教學(xué)中，達到“潤物無聲，化鹽入水”的教學(xué)效果，實現(xiàn)知識傳授、價值觀引領(lǐng)和能力培養(yǎng)的多元統(tǒng)一。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識目標(biāo)

掌握原電池的形成條件和工作原理；熟悉單池原電池與雙池原電池裝置模型、鹽橋的功能作用，了解探究原電池在日常生活中的應(yīng)用。

（二）能力目標(biāo)

通過對原電池中知識點關(guān)系的分組討論和分析，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和綜合分析能力；通過課上探究原電池形成條件實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

（三）思想政治目標(biāo)

樹立學(xué)生真學(xué)、真懂、真信、真用的價值觀。弘揚善于合作、勤于思考、嚴謹求實、勇于創(chuàng)新和實踐的科學(xué)精神。

四、教學(xué)案例設(shè)計

（一）新課引入：伏打電池的發(fā)明

教師通過講述伏打電池的發(fā)明過程，引入課堂并提問，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。伏打電池的發(fā)明源于一次青蛙解剖實驗產(chǎn)生的靈感。1786年，意大利生物學(xué)家伽伐尼在做青蛙解剖實驗時，發(fā)現(xiàn)兩種金屬器械同時接觸青蛙的大腿，會引起青蛙腿部肌肉的抽搐，仿佛受到電流的刺激，伽伐尼把這種現(xiàn)象稱為生物電。這種現(xiàn)象引起了意大利物理學(xué)家伏打的極大興趣，他經(jīng)過多次重復(fù)伽伐尼的“生物電”實驗，發(fā)現(xiàn)“生物電”產(chǎn)生的關(guān)鍵在于兩種金屬的金屬屬性不同。隨后，伏打用整整13 年的時間反復(fù)實驗，深入鉆研，在1799 年制造出第一個人造電源——伏打電池［5］。

課程思政教學(xué)設(shè)計：教師借助于伏打電池發(fā)明過程的講解，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察實驗現(xiàn)象的意識，理解科學(xué)道路上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦、鍥而不舍才能達到光輝的頂點。

（二）概念構(gòu)建：原電池定義與形成條件

原電池定義——借助自發(fā)的氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。原電池需要滿足什么條件才能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能呢？師生之間通過實驗探究（見表1），歸納總結(jié)原電池的形成條件：有電解質(zhì)溶液、有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)、兩電極材料活潑性有差異、閉合回路。總結(jié)為“兩極一液一回路”。

表1 原電池形成條件的探究性實驗

課程思政教學(xué)設(shè)計：通過“實驗探究—師生互動—歸納總結(jié)”的教學(xué)模式，有層次、有邏輯地分析原電池的形成條件，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)探究精神。

（三）本質(zhì)探析：單池原電池工作原理

通過探究性實驗，在學(xué)生掌握原電池形成條件的基礎(chǔ)上，教師提問：原電池的具體工作原理是什么呢？原電池的兩個電極中，哪個電極失去電子？哪個電極得到電子？以問題為導(dǎo)向，引出單池原電池模型并講解工作原理：還原劑Zn片（負極）失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn2+，電子通過外電路流向Cu片（正極），氧化劑H+在Cu片上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣。完成還原劑Zn和氧化劑H+之間電子的轉(zhuǎn)移。內(nèi)電路：兩電極之間溶液中正負離子的定向移動，外電路：電子由負極經(jīng)過導(dǎo)線流向正極，構(gòu)成完整的閉合回路，兩個電極反應(yīng)不斷進行，發(fā)生有序的電子定向移動，從而產(chǎn)生電流（見圖1a）。

圖1 單池原電池和雙池原電池模型

課程思政教學(xué)設(shè)計：以問題為驅(qū)動，有層次地分析理解單池原電池工作機理，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，樹立化學(xué)的辯證思維觀。

（四）本質(zhì)探析：雙池原電池工作原理

通過對實驗現(xiàn)象的觀察，單池原電池雖然產(chǎn)生了電流，但是裝置中溶液的溫度卻升高了，并且電流表指針的偏轉(zhuǎn)并不穩(wěn)定，這說明產(chǎn)生的電流是不穩(wěn)定的，這種現(xiàn)象是什么原因引起的呢？請學(xué)生分組討論分析原因。學(xué)生代表回答：單池原電池中氧化劑與還原劑直接接觸，導(dǎo)致既存在化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，使裝置的溫度升高導(dǎo)致電流不穩(wěn)定，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能效率不高，導(dǎo)致電流強度弱不穩(wěn)定。教師對學(xué)生的回答給予評價，并與學(xué)生一起分析解決辦法：可以將氧化劑與還原劑分開在不同區(qū)域，不直接接觸，從而引出雙池原電池模型。

教師引導(dǎo)學(xué)生自主查閱教材和文獻資料，歸納總結(jié)出雙池原電池工作原理及其優(yōu)點。以Cu-Zn原電池為例：Zn棒（還原劑）失去電子經(jīng)金屬導(dǎo)線流向銅棒，CuSO4溶液中Cu2+（氧化劑）得到電子變?yōu)殂~單質(zhì)沉積在銅棒表面。隨著反應(yīng)的進行，ZnSO4溶液中因有過多的Zn2+帶過剩正電荷，CuSO4溶液中SO42-的相對過剩帶負電荷，這將影響電子從鋅棒流向銅棒。由于鹽橋的存在，其中的Cl-向ZnSO4溶液擴散，K+向CuSO4溶液擴散，分別中和了過剩的電荷，使反應(yīng)持續(xù)進行，構(gòu)成閉合回路，產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流（見圖1b）。雙池原電池優(yōu)點：氧化劑和還原劑不直接接觸，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在不同區(qū)域進行，能量轉(zhuǎn)化率高，電流強度大且穩(wěn)定，持續(xù)時間長。

課程思政教學(xué)設(shè)計：（1）開展分組討論，組內(nèi)學(xué)生互幫互助，增強學(xué)生團隊意識和合作精神。（2）引導(dǎo)學(xué)生分析單池原電池電能轉(zhuǎn)化效率不高的原因，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力，滲透從宏觀到微觀的事物認識規(guī)律。

（五）知識拓展：水果電池

在掌握了原電池形成條件和工作原理的基礎(chǔ)上，師生利用檸檬動手制備水果原電池，并分析檸檬電池產(chǎn)生電流的原因。學(xué)生討論后回答：檸檬中富含大量檸檬酸等電解質(zhì)，將活潑性不同的兩種金屬導(dǎo)體（銅和鋅）插入檸檬中，用導(dǎo)線將兩種金屬連接構(gòu)成閉合回路，鋅片與檸檬中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)失去電子，電子通過導(dǎo)線定向移動流入銅片，產(chǎn)生電流使小燈泡發(fā)光。

課程思政教學(xué)設(shè)計：通過趣味水果電池的制作過程，鼓勵學(xué)生在日常的學(xué)習(xí)生活中，有意識地培養(yǎng)自身理論聯(lián)系實際的能力，將所學(xué)知識融入實際應(yīng)用中，努力做到學(xué)以致用。

（六）總結(jié)及任務(wù)：知識點總結(jié)與布置作業(yè)

教師總結(jié)知識點：本次課我們學(xué)習(xí)了原電池的定義、形成條件、工作原理，分析了單池和雙池原電池的優(yōu)缺點，利用所學(xué)知識設(shè)計了檸檬電池，體會到了化學(xué)知識的魅力。學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)過程中要注意培養(yǎng)創(chuàng)新意識和科學(xué)探究精神，開闊國際視野，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，為祖國的偉大復(fù)興和中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展貢獻自己的一份力量。布置作業(yè)：除了水果原電池以外，原電池在我們的日常生活中有著許多應(yīng)用，如我們常用的干電池、紐扣電池等，都屬于原電池，學(xué)生課下自主查閱資料，進一步了解我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|到的原電池實例及其工作原理。

課程思政教學(xué)設(shè)計：（1）總結(jié)知識點的同時進行思想政治教育引導(dǎo)，強化理論知識學(xué)習(xí)和思想政治教育教學(xué)效果。（2）根據(jù)教師布置的任務(wù)，課下自主查閱資料進行課外知識拓展，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考的習(xí)慣。

結(jié)語

以原電池教學(xué)內(nèi)容為例，深入挖掘原電池教學(xué)內(nèi)容中蘊含的思政元素，闡述了理論知識傳授與思政元素融合的具體教學(xué)實施過程，探索了“無機化學(xué)”課程思政教學(xué)設(shè)計思路與方法。通過將專業(yè)教育與思政教育相結(jié)合，有效提高了“無機化學(xué)”教學(xué)的針對性與實效性，為課程思政更好地滲透到中醫(yī)藥院校“無機化學(xué)”教學(xué)中提供了實例借鑒和參考。